热采井筒瞬态温度场的数值模拟分析

利用有限元分析软件ANSYS分析了热井筒的瞬态传热。分析结果表明,随着注汽的进行,在模型任一位置上的径向热流量均逐渐减小,能量损耗随着注汽周期的延长而下降。因此,适当延长注汽周期有利于节省能源。如果不能延长注汽时间,则可以通过适当地增大单位时间的注汽量来降低能量损失。     

浅薄层稠油油藏水平井蒸汽吞吐注汽参数分析

随着稠油开采技术的发展,水平井在浅层稠油开采上的应用规模逐渐扩大。为高效开发浅薄层稠油油藏,应用数值模拟方法及灰度关联分析方法研究了浅薄层稠油油藏蒸汽吞吐注汽参数的敏感性。研究结果表明,水平井蒸汽吞吐注汽参数敏感性排序为:注汽强度>蒸汽干度>焖井时间>注汽速度。并在此基础上,优化了某浅薄层油藏的注汽参数,优化结果为注汽强度14 t/m,蒸汽干度大于等于0.5,焖井时间为2～4 d,注汽速度300 t/d时,每周期注汽量较上一周期递增10%左右。该研究成果对此类油藏的高效开发具有重要的意义。     

超稠油掺稀油开采实验及数值模拟研究

蒸汽吞吐是增加稠油产量的一种经济而有效的方法,但该方法存在热损失大等问题,使注汽效果达不到预期的目的.采用在注蒸汽过程中向地层掺入稀油的方法来降低地层稠油的粘度,实验研究了超稠油掺稀油后粘度的变化,并按非线性混合方法计算了稠油与稀油混合后的粘度.通过数值模拟,考察了掺稀油的注入量、注入方式、注入时机、注稀油后的生产时间等参数对开发效果的影响.结果表明,在掺稀油开发超稠油的过程中,焖井结束后可适当延长生产时间,以增加周期产油量;掺稀油的最佳注入时机应选在第3或第4周期开始;周期注入稀油的量为10～15 m3,在此范围内,换油率较大;稀油的注入方式按2～3个段塞注入比较合适.注汽过程中掺稀油的方法可在很大程度上改善超稠油的开发效果.     

超稠油掺稀油开采实验及数值模拟研究

蒸汽吞吐是增加稠油产量的一种经济而有效的方法，但该方法存在热损失大等问题，使注汽效果达不到预期的目的。采用在注蒸汽过程中向地层掺入稀油的方法来降低地层稠油的粘度，实验研究了超稠油掺稀油后粘度的变化，并按非线性混合方法计算了稠油与稀油混合后的粘度。通过数值模拟，考察了掺稀油的注入量、注入方式、注入时机、注稀油后的生产时间等参数对开发效果的影响。结果表明，在掺稀油开发超稠油的过程中，焖井结束后可适当延长生产时间，以增加周期产油量；掺稀油的最佳注入时机应选在第3或第4周期开始；周期注入稀油的量为10-15m^3，在此范围内，换油率较大；稀油的注入方式按2-3个段塞注入比较合适。注汽过程中掺稀油的方法可在很大程度上改善超稠油的开发效果。     

增效注汽在井楼油田的研究与应用

随着井楼油田稠油热采进入开发后期,吞吐效果逐渐变差,主要表现在周期油汽比低,存水率上升,地层亏空,依据增效注汽原理和室内实验,在井楼油田六口油井上先后进行了增效注汽现场试验,试验表明:增效注汽可降低原油粘度,提高驱油效率,改善吸汽剖面的作用,为稠油热采的后期高效开发提供了可借鉴的经验。     

用物理化学辅助蒸汽吞吐技术改善超稠油开采效果

针对乐安油田超稠油区原油粘度大,注汽困难的开采特点,从超稠油渗流特征研究着手,采用物理化学辅助蒸汽吞吐技术提高该地区原油采收率,比较了采取不同强化注汽措施前后,采油情况的变化开展了以降粘剂、助排剂、声波助注器为主的物理化学辅助蒸汽吞吐的现场试验,见到了明显的增油效果,通过施使物理化学复合工艺,一般可提高油汽比０．１ ～０．５,并延长生产周期,增加采油量．     

注汽管柱管鞋下入深度对注汽动态的影响

针对蒸汽吞吐注汽管鞋放置在完井段顶部(模式A)和底部(模式B)两种模式,通过分析完井段水蒸气的变质量流特征建立了能量守恒方程,考虑随注入时间延长油层加热范围扩大对径向导热造成的影响,对时间函数进行了修正.以胜利油区单家寺油藏参数为基础,研究完井段蒸汽参数的变化特征.结果表明,管鞋模式A条件下,蒸汽流经完井段截面积突然增大以及变质量流动,会使汽液分离作用增大,重力效应增强,完井段的蒸汽参数变化比井筒的大;管鞋模式A完井段压力和蒸汽干度变化幅度比管鞋模式B的大,两种管鞋模式蒸汽干度变化方向相反,实际生产过程中,可以根据吞吐周期轮回改变管鞋下入深度,以改变完井段吸汽剖面;随完井段长度增加,射孔段顶底的蒸汽压差和干度差增大,注汽速度的选择应充分考虑注汽设备工作条件、油层破裂压力和油层的吸汽能力.     

江桥稠油油田水平井蒸汽吞吐数值模拟研究

针对江55块浅薄层稠油油藏直井开采难度大,经济效益差的特点,利用油藏数值模拟技术进行了水平井蒸汽吞吐开发效果研究及注采参数优化设计。数值模拟结果表明,对水平井蒸汽吞吐效果而言,井网1和井网2的开发效果相差不多,可根据实际情况选用;井距越大,采出程度越低。井距增加4倍,采出程度下降10%。结合理论计算和数值模拟结果,优选125m为水平井蒸汽吞吐最佳井距。周期注汽量越大,加热范围越大,采出程度增加,但是油汽比降低。兼顾二者,优选周期注汽量3 600 m3。随着蒸汽干度和焖井时间的增大,采油量增加,蒸汽干度最少在0.4以上,焖井时间要控制在合理范围15 d左右。     

注汽管柱管鞋下入深度对注汽动态的影响

针对蒸汽吞吐注汽管鞋放置在完井段顶部（模式A）和底部（模式B）两种模式，通过分析完井段水蒸气的变质量流特征建立了能量守恒方程，考虑随注入时间延长油层加热范围扩大对径向导热造成的影响，对时间函数进行了修正。以胜利油区单家寺油藏参数为基础，研究完井段蒸汽参数的变化特征。结果表明，管鞋模式A条件下，蒸汽流经完井段截面积突然增大以及变质量流动，会使汽液分离作用增大，重力效应增强，完井段的蒸汽参数变化比井筒的大；管鞋模式A完井段压力和蒸汽干度变化幅度比管鞋模式B的大，两种管鞋模式蒸汽干度变化方向相反，实际生产过程中，可以根据吞吐周期轮回改变管鞋下入深度，以改变完井段吸汽剖面；随完井段长度增加，射孔段顶底的蒸汽压差和干度差增大，注汽速度的选择应充分考虑注汽设备工作条件、油层破裂压力和油层的吸汽能力。     

海上稠油油藏井组蒸汽吞吐参数优选研究

为优化海上稠油油藏井组蒸汽吞吐相关参数,以渤海海域某稠油区块一井组为研究对象,充分考虑海上稠油热采配套工艺特点,以稠油热采数值模拟理论为基础,运用油藏数值模拟软件研究水平井长度、注采参数及注蒸汽顺序与时机对海上稠油蒸汽吞吐开发效果的影响。结果表明:该井组蒸汽吞吐开采时合理的水平井长度为300 m;合理的注采参数为第一周期注汽强度20 t/m,周期注汽量递增率为15%,注汽速度为250 m3/d,井底蒸汽干度为0.5,蒸汽温度为340℃,焖井时间为5 d,产液速度为200 m3/d;先注控制储量较高的井排,再注控制储量较低的井排且井排叠合率为0时蒸汽吞吐开发效果最好。     

常规套管井筒隔热技术研究

目前各国稠油主要采用注蒸汽的热采方式,即向地下油层内注入高温高压蒸汽。注汽过程中的能量损失,特别是井筒中的能量损失,直接影响热采效果。采用一定技术手段保证井筒隔热效果,对保持稠油热采效率起重要作用。提出了注汽施工中存在的一些问题。为了解决这些问题,提出油管接箍隔热扶正技术、井下热胀补偿器隔热保护技术、长效汽驱用热采封隔技术和二次封固技术相结合的改进技术,以提高隔热油管井筒隔热性能和使用寿命,保证稠油热采效果。并通过试验验证了该方法的可行性。     

水平井注蒸汽传热和传质分析

利用质量守恒、动量守恒和能量守恒的原理.推导了水平井注蒸汽过程中.水平井段内汽液两相变质量流的数学模型,并用数值解的方法计算了水平段内蒸汽质量传递和热量传递的规律.结果表明,在注汽参数一定的情况下.水平井段各处吸入蒸汽数量和热量并不相等.蒸汽压力沿井筒变化不大.但干度变化较大.一定完井条件和油藏条件下.随注汽参数的改变。会有三种情形发生:(1)蒸汽只能达到水平井的上半部而不能到达井底;(2)蒸汽刚好到达水平井的井底;(3)蒸汽到达井底后仍有剩余.为了充分利用水蒸汽.因此.必须保证蒸汽注入参数、井结构和油层的互相协调.提出了通过布孔来实现水平井均匀吸汽的建议.并提出了布孔设计方法.     

油页岩原位注蒸汽开发的固-流-热-化学耦合数学模型研究

针对目前传统地面干馏油页岩技术中存在的高成本、高污染问题,提出了对油页岩进行原位注蒸汽开发的新方法.并利用太原理工大学研制的高温高压干馏釜对油页岩进行了高温高压蒸汽作用下油页岩干馏渗透实验.结果表明:高温高压蒸汽作用下油页岩会产生大量的孔隙、裂隙,从根本上提高了油页岩的渗透性;主要利用对流传热的方式,高效率地加热了油页岩并带走页岩油.同时,在复杂理论分析的基础上建立了油页岩原位注蒸汽开发过程中的固、流、热、化学耦合数学模型,包含了众多的耦合项作用,为分析解决油页岩原位注蒸汽开发过程中的复杂物理化学过程提供了理论依据.     

重力热管伴热改善稠油井井筒传热损失的研究

根据重力热管作用原理,结合井筒传热过程,建立了稠油生产井中采用热管伴热方式时井筒热损失的计算模型,利用该模型分析了重力热管改善井筒热损失的原理。在此基础上,讨论了主要工艺参数对热管井井筒热损失的影响,结果表明：随着井底温度升高、产液量增加、热管下入深度加深,井筒热损失增大,其中,产液量对热损失的影响尤为显著。现场试验及理论研究表明：在不消耗额外能量的前提下,重力热管能够利用深部流体自身的能量提高井筒上部流体的温度,降低传热过程中的热损失,进而改善井筒温度分布剖面。该方法可以减小产出液在井下管道上升过程中的流动阻力,从而降低抽油机的负荷,实现低能耗对井筒流体加热的目的。     

稠油油藏水平井热采吸汽能力模型

目前在利用水平井进行稠油注蒸汽热采时,都认为蒸汽在注入过程中是均匀扩散到地层中的,简单的利用MaxLangenheim公式计算加热区面积。通过对地层的吸汽能力进行研究,得出了稠油油藏水平井热采的吸汽能力模型,该模型不仅考虑了热传递的影响,还考虑了蒸汽内能和摩擦损失能量的影响,并利用该模型开发了一套稠油油藏水平井热采分析软件(HHTS)。用所开发的软件对辽河油田冷42块油藏进行了计算,为稠油热采和水平井热采参数设计提供了理论参考依据。实际研究表明,蒸汽在注入过程中并不是均匀扩散到地层中,而是呈现某种数学分布,注汽速度与油藏参数、地层的吸汽能力和蒸汽的物性参数有关,即蒸汽的注入压力和注入流量并不是相互独立的变量,两者之间存在着一种数学关系。     

井口注汽参数对注汽效果影响分析

利用气液两相流理论和传热学原理建立了注蒸汽井井筒的温度场分布模型及井筒压力分布计算模型,编制了温度、压力分布相关的计算程序.对影响注蒸汽热力采油效果的主要参数进行了敏感性分析,通过分析得出:影响注汽效果的主要因素是蒸汽的质量流量和井口干度,研究结论将为优化蒸汽吞吐热力采油提供一定的理论支持.     

铁水包顶底喷粉脱硫对比试验研究

通过狭缝式喷粉透气砖底喷吹和常规喷枪顶喷吹两种方式,将电石基粉喷入20 t铁水包中对含镍铁水进行脱硫对比试验.结果表明:在每吨铁脱硫粉剂消耗量为4 kg铁条件下,底喷粉工艺脱硫率为81%~90%,铁水温降为23~36℃;顶喷粉工艺脱硫率为59%~73%,铁水温降为45~70℃.顶、底喷粉处理时间无明显区别,底喷粉处理总时间始终比顶喷粉处理时间短约5 min.底喷吹脱硫工艺具有脱硫效率高、铁水温降小、处理周期短等优点.     

水平井数值模拟过程中的井筒动态特性分析

为进一步明确水平井数值模拟过程中井筒内因素对生产动态特性的影响 ,利用水平井数学模型和多年来进行数值模拟研究的经验 ,对影响水平井动态特性的井筒模型网格划分、井筒热损失、井筒压降等 3个因素进行了研究。结果表明 ,水平井井筒模型的不同网格划分决定了影响油藏和井筒的压力等参数分布的端部效应 ;井筒内的热损失对水平井井长优选、油井产量等均有影响 ,其中干度的敏感性分析表明 :干度提高 ,产液量和油汽比均有所提高 ,适当提高注汽速度将减少热损失 ;给出了对井筒内造成的压力损失的基本条件 ,可以采取不同井筒半径、射孔方案、完井技术等手段对压力损失进行控制     

工业湿蒸气的直接热量计量

采用两相流分相流动模型分析了孔板在工业湿蒸气中的特性，并结合中、低压湿蒸气的热物理性质，论述了一种利用孔板测量工业湿蒸气传递热量的实用的热量计。作为热量计的孔板对工业湿蒸气的干度不敏感，在工业锅炉的运行范围内，该热量测量方法的理论误差小于 １．０％。文中论述的工业湿蒸气传递热量的直接测量方法，避开了两相流测量的困难，实现了温蒸气的直接热量计量，在工业中有广泛应用的价值，对于工业能源科学管理具有重要意义。     

蒸汽吞吐井生产能力的预测及其生产方式的确定

本文论述了预测蒸汽吞吐并各生产阶段的油井生产能力、选择生产方式和确定合理的工作制度的方法。生产能力预测计算中考虑了厚油层中的蒸汽超复现象、油水粘度随温度的变化及油水渗透率随温度和饱和度的变化。用这种方法可以预测各生产阶段的平均地层压力、平均地层温度及相应的生产能力。在预测生产能力的基础上,采用油井生产系统的节点分析方法,预测自喷期油井生产动态和转抽时机,并做出抽油参数设计和各阶段不同抽汲参数下的生产动态的预测,以选择各生产阶段油井的合理工作制度。文中给出计算实例。